KR100705329B1 - 전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법 - Google Patents

전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법 Download PDF

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Abstract

전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법이 개시된다. 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치는 감광매체에 소정의 전압을 인가하기 위한 대전롤러, 감광매체 상에 현상제에 의해 현상된 이미지를 기록용지에 전사시키는 전사롤러, 대전롤러 및 전사롤러에 각각 소정의 대전전압 및 전사전압을 인가하는 고압전원생성부, 및 고압전원생성부에 의해 인가될 전사전압에 기초하여 대전전위 변화량을 예측하고 예측된 대전전위 변화량에 의해 대전전압을 결정하는 제어부를 포함한다. 이에 의해, 전사전압에 의한 대전전위의 왜곡을 방지할 수 있다.
전자사진방식, 화상형성장치, 인쇄환경, 대전전압, 대전전위, 전사전압

Description

전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법 {Electro-photographic image forming device and method for deciding charging voltage}
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 개략도,
도 2는 인쇄환경별 대전전압과 대전전위의 변화를 설명하기 위한 그래프,
도 3a 내지 도 3c는 인쇄환경별 전사전압에 의한 대전전위의 변화량을 설명하기 위한 그래프, 그리고,
도 4는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 대전전압 결정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
100 : 전자사진방식 화상형성장치 105 : 감광드럼
110 : 대전롤러 115 : LSU
120 : 현상부 125 : 전사롤러
130 : 정착부 140 : 환경인식부
150 : HVPS 160 : 저장부
170 : 제어부
본 발명은 전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전사롤러에 인가되는 전사전압에 의한 대전전위 변화를 보상하기 위한 적절한 대전전압을 결정하는 전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법에 관한 것이다.
일반적으로, 전자사진방식은 레이저 프린터(Laser Beam Printer), LPH(LED Print Head) 프린터 및 팩시밀리와 같은 화상형성장치에 채용되고 있다. 이러한, 전자사진방식의 화상형성장치는 대전, 노광, 현상, 전사, 및 정착과정을 통해 인쇄작업을 수행한다.
전자사진방식 화상형성장치는 대전, 노광, 현상, 전사, 및 정착과정을 통한 인쇄작업을 수행하기 위하여, 감광드럼, 대전롤러, 광주사장치(Laser Scanning Unit : LSU), 현상롤러, 전사롤러, 및 고압전원생성부(High Voltage Power Supply : HVPS)를 구비한다.
전자사진방식 화상형성장치에서 대전과정은 화상 형성이 첫 번째 단계로, 환경별, 경시별로 안정적인 대전전위를 유지하는 것은 화상의 균일성을 유지하기 위한 필수 조건이다.
인쇄작업을 수행하는 중에 감광드럼에 형성된 표면전위가 불균일해질 경우, 기록용지에 기록되는 화상에 농도 편차가 발생하여 인쇄화상의 불량을 유발하는 원인이 된다. 이에 따라, 감광드럼의 표면전위를 균일하게 유지하기 위해서 대전롤러 에 일정한 대전전압을 인가하는 것이 매우 중요하다.
그러나, 대전롤러에 인가되는 대전전압이 일정하다 하더라도, 전사롤러에 인가되는 전사전압에 따라 감광드럼의 대전전위가 달라질 수 있다. 이에, 전자사진방식 화상형성장치에서 전사전압에 의해 발생할 수 있는 대전전위의 변화를 보상할 수 있는 방안이 요구된다.
따라서, 본 발명의 목적은 각각의 인쇄환경에 대응하는 전사전압에 따라 대전전위의 변화량을 예측하고, 예측된 대전전위의 변화량을 보상하도록 대전전압을 제어하는 전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법을 제공하고자 하는데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치는 감광매체에 소정의 전압을 인가하기 위한 대전롤러, 감광매체 상에 현상제에 의해 현상된 이미지를 기록용지에 전사시키는 전사롤러, 대전롤러 및 전사롤러에 각각 소정의 대전전압 및 전사전압을 인가하는 고압전원생성부, 및 고압전원생성부에 의해 인가될 전사전압에 기초하여 대전전위 변화량을 예측하고 예측된 대전전위 변화량을 보상하도록 대전전압을 결정하는 제어부를 포함한다.
바람직하게, 인쇄환경별 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블을 저장하는 저장부, 및 현재의 인쇄환경을 인식하는 환경인식부를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 제어부는 전사전압에 기초하여 인식된 인쇄환경에 대응하는 테이블로부터 전사전압에 따른 대전전위 변화량을 추출하며, 추출된 대전전위 변화량을 보상하도록 대전전압을 결정할 수 있다.
또한 바람직하게, 인쇄환경은 저온 저습 환경, 상온 상습 환경, 및 고온 고습 환경을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 대전전압 결정방법은 전사롤러에 인가될 전사전압에 기초하여 대전전위 변화량을 예측하는 단계, 및 예측된 대전전위 변화량을 보상하도록 대전롤러에 인가할 대전전압을 결정하는 단계를 포함한다.
바람직하게, 현재의 인쇄환경을 인식하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한 바람직하게, 대전전위 변화량을 예측하는 단계는, 인식된 인쇄환경에 대응하는 기저장된 인쇄환경별 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블로부터 전사전압에 따른 대전전위 변화량을 추출할 수 있다.
또한 바람직하게, 인쇄환경은 저온 저습 환경, 상온 상습 환경, 및 고온 고습 환경을 포함할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 전자사진방식 화상형성장치(100)는 감광드럼(105), 대전롤러(110), 광주사장치(Laser Scanning Unit : LSU)(115), 현상부(120), 전사롤러(125), 정착부(130), 환경인식부(140), 고압전원생성부(High Voltage Power Supply : HVPS)(150), 저장부(160), 및 제어부(170)를 포함한다.
감광드럼(105)은 기록용지에 인쇄되기 이전에 LSU(115)로부터 주사되는 광에 의해 인쇄가 이루어지는 부분으로, 대부분 OPC(Organic Photo-Conductive) 드럼을 사용한다.
대전롤러(110)는 HVPS(150)로부터 인가되는 소정의 대전전압으로 감광드럼(105)을 대전시킨다. 이때, 대전롤러(110)에 인가되는 대전전압은 제어부(170)에서 대전전위 변화량을 예측하여 그에 따라 결정된다.
LSU(115)는 제어부(170)의 제어에 의해 감광드럼(105)에 인쇄데이터에 대응하는 광을 주사한다. LSU(115)에서 주사되는 광에 의해, 감광드럼(105)의 표면에는 정전잠상이 형성된다.
현상부(120)는 현상롤러 및 공급롤러를 포함하여 LSU(115)에 의해 감광드럼(105)에 형성된 정전잠상을 토너와 같은 현상제로 현상한다. 즉, 소정의 공급전압을 인가받은 공급롤러와 현상전압을 인가받은 현상롤러 사이에 발생되는 전위차에 의해 토너가 공급롤러에서 현상롤러로 이동된다. 이에 의해, 감광드럼(105)의 정전잠상이 형성된 부분에는 토너화상이 형성된다.
전사롤러(125)는 HVPS(150)로부터 공급되는 전사전압에 의해 감광드럼(105)과 상호 맞물려 회전하면서, 감광드럼(105)에 현상 처리된 이미지를 인입되는 기록용지에 전사시킨다.
정착부(130)는 정착롤러 및 가압롤러를 포함하여 기록용지에 전사된 토너화상을 고열 및 압력에 의해 기록용지에 정착시킨다. 정착부(130)에 의해 정착이 완료된 기록용지는 배출방향을 따라 외부로 배출된다.
환경인식부(140)는 전자사진방식 화상형성장치(100)의 주위 환경 변화를 판단하기 위한 현재 인쇄환경을 인식한다. 환경인식부(140)에 의해 인식되는 환경은 저온 저습(LL) 환경, 상온 상습(NN) 환경, 및 고온 고습(HH) 환경을 포함한다. 환경인식부(140)는 통상의 온도 센서일 수 있다.
HVPS(150)는 제어부(170)의 제어에 의해 전자사진방식 화상형성장치(100)의 각 롤러들에 소정의 전압을 인가한다. 즉, HVPS(150)는 대전롤러(110), 현상롤러, 공급롤러, 및 전사롤러(125)에 각각 소정의 대전전압, 현상전압, 공급전압, 및 전사전압을 인가한다. HVPS(150)에 의해 인가되는 현상전압, 공급전압, 및 전사전압은 기설정된 값이나, 본 실시예에서 대전전압은 제어부(170)에서 예측되는 대전전위 변화량을 보상하도록 결정된다.
저장부(160)에는 통상 전자사진방식 화상형성장치(100)의 기능을 구현하는데 필요한 각종 제어프로그램 및 제어프로그램 수행에 따라 발생되는 데이터가 저장된다.
또한, 저장부(160)에는 인쇄환경별 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블(Table)이 저장된다. 본 실시예에서는 저온 저습 환경, 상온 상습 환경, 고온 고습 환경의 세 가지를 인쇄환경의 예로 들었으므로, 저장부(160)에는 세 가지 환경별로 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블이 저장된다. 인쇄환경별 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블은 후술하는 도 2, 및 도 3a 내지 도 3c에서 보다 상세히 설명한다.
제어부(170)는 저장부(160)에 저장되어 있는 제어프로그램에 의해 전자사진방식 화상형성장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(170)는 HVPS(150)에 의해 각 롤러들에 적절한 전압이 인가되도록 제어한다.
본 실시예에서, 제어부(170)는 HVPS(150)에 의해 전사롤러(125)에 인가될 전사전압에 기초하여 대전전위 변화량을 예측하고, 예측된 대전전위 변화량을 보상하도록 대전롤러(110)에 인가할 대전전압을 결정한다.
보다 상세하게는, 제어부(170)는 환경인식부(140)에서 인식된 현재의 인쇄환경에 대응하는 저장부(160)에 저장되어 있는 테이블로부터 HVPS(150)에 의해 전사롤러(125)에 인가될 기설정된 전사전압에 따른 대전전위 변화량을 추출한다.
도 2는 인쇄환경별 대전전압과 대전전위의 변화를 설명하기 위한 그래프이다.
전자사진방식 화상형성장치(100)의 특성을 고려하여, 각 인쇄환경별 즉, 저온 저습(LL) 환경, 상온 상습(NN) 환경, 및 고온 고습(HH) 환경별로 대전롤러(110)에 인가하는 대전전압을 점차 증가시켜 인가하고, 그에 따라 변화하는 대전전위를 측정함으로써, 도 2에 도시한 바와 같은 대전전위의 특성곡선이 정의된다.
도시한 바와 같이, 각 인쇄환경별 대전전압과 대전전위 사이에는 선형성이 있음을 알 수 있다. 즉, 제어부(170)에서는 대전전위의 감소가 예상되는 값만큼 대전롤러(110)에 인가할 대전전압을 증가시킴으로써, 대전전위의 감소를 보상할 수 있다.
예를 들어, 제어부(170)에서 대전전위 변화량을 예측한 결과, 40V의 대전전위 감소가 예상된다면, 대전전압과 대전전위 사이에 선형성이 있기 때문에, 40V의 대전전위 감소를 보상하기 위해서는 40V의 대전전압 증가가 필요한 것으로 판단할 수 있다.
도 2에 도시한 그래프의 값을 수치화하여 표 1에 나타내었다. 제어부(170)에서는 표 1에 나타난 테이블을 참조하여 PWM(Pulse Width Modulation) DUTY를 조정하여 인가되는 전압을 변경하도록 제어할 수 있다.
APP(-kV) PWM DUTY LL NN HH
0.99 128 419 460 470
1.05 132 479 520 529
1.09 135 521 564 572
1.14 138 567 607 618
1.18 141 610 650 659
도 3a 내지 도 3c는 인쇄환경별 전사전압에 의한 대전전위의 변화량을 설명하기 위한 그래프이다.
도 3a 내지 도 3c는 환경인식부(140)에 의해 인식되는 각 인쇄환경별로 전사롤러(125)에 인가되는 전사전압을 변화시켰을 때 나타나는 감광드럼(105)상의 대전전위의 감소량을 그래프화한 것이다.
도 3a는 환경인식부(140)에 의해 인식된 인쇄환경이 저온 저습(LL) 환경일 경우, 전사전압의 변화에 따른 대전전위 감소량을 나타낸 것이다. 도 3b는 환경인식부(140)에 의해 인식된 인쇄환경이 상온 상습(NN) 환경일 경우, 전사전압의 변화에 따른 대전전위 감소량을 나타낸 것이다. 또한, 도 3c는 환경인식부(140)에 의해 인식된 인쇄환경이 고온 고습(HH)일 경우, 전사전압의 변화에 따른 대전전위 감소량을 나타낸 것이다.
도 3a 내지 도 3c에 도시한 그래프를 수치화하여 작성된 인쇄환경별 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블이 저장부(160)에 저장된다. 이에 의해, 제어부(170)는 대전롤러(110)에 인가할 대전전압을 결정할 수 있다.
예를 들어, 환경인식부(140)에서 현재의 인쇄환경을 인식한 결과 고온 고습 환경인 것으로 인식되었으며, 전사롤러(125)에 인가할 것으로 설정된 전사전압이 1400V라고 한다면, 제어부(170)는 도 3c의 고온 고습 환경의 그래프에서 1400V의 전사전압에 해당하는 대전전위 감소량이 40V임을 판단할 수 있다. 또한, 제어부(170)는 40V의 대전전위 감소를 보상하기 위해 40V의 대전전압의 증가가 필요함을 판단하고, 40V의 대전전압 증가를 위해 PWM DUTY 3의 증가를 요구함을 판단할 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치의 대전전압 결정방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
여기에서는 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치(100)의 대전전압 결정방법을 설명한다.
전사전압에 의한 대전전위의 왜곡을 방지하여 위하여, 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치(100)는 실제의 인쇄작업 수행 이전에 환경인식부(140)에 의해 현재의 인쇄환경을 인식한다(S200).
환경인식부(140)에 의해 현재의 인쇄환경이 인식되면, 제어부(170)는 HVPS(150)에 의해 전사롤러(125)에 인가될 전사전압을 예측한다. 이때, 전사롤러(125)에 인가될 전사전압은 기설정된 값일 수 있다(S210).
제어부(170)는 환경인식부(140)에 의해 인식된 현재의 인쇄환경에 대응하는 테이블로부터 전사롤러(125)에 인가될 전사전압에 따른 대전전위 변화량을 추출한다(S220).
제어부(170)는 대전전위 변화량을 예측한 후, 예측된 대전전위 변화량에 의해 보상할 대전전압을 판단하고, 이에 의해 대전롤러(110)에 인가할 대전전압을 결정한다(S230).
상기의 과정에 의해 전사롤러(125)에 인가할 전사전압에 따라 대전전압이 결정되면, 제어부(170)는 HVPS(150)에 의해 각 롤러에 해당 전압이 인가되도록 제어한다. 여기서, 대전롤러(110)에는 제어부(170)에 의해 결정된 대전전압이 인가되고, 전사롤러(125), 현상롤러, 및 공급롤러에는 각각 기설정된 전사전압, 현상전압, 및 공급전압이 인가된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 전자사진방식 화상형성장치 및 그의 대전전압 결정방법은 각각의 인쇄환경에 대응하는 전사전압에 따라 대전전위의 변화량을 예측하고, 예측된 대전전위의 변화량을 보상하도록 대전전압을 제어함으로써, 전위 센서와 같은 장치의 장착으로 인한 추가적인 비용 발생 없이 전사전압에 의한 대전전위의 왜곡을 방지할 수 있고, 대전전압의 균일성을 유지할 수 있으며, 감광드럼의 특성을 유지할 수 있는 이점이 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (8)

  1. 감광매체에 소정의 전압을 인가하기 위한 대전롤러;
    상기 감광매체 상에 현상제에 의해 현상된 이미지를 기록용지에 전사시키는 전사롤러;
    상기 대전롤러 및 상기 전사롤러에 각각 소정의 대전전압 및 전사전압을 인가하는 고압전원생성부; 및
    상기 고압전원생성부에 의해 인가될 상기 전사전압에 기초하여 대전전위 변화량을 예측하고, 상기 예측된 대전전위 변화량을 보상하도록 상기 대전전압을 결정하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    인쇄환경별 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블을 저장하는 저장부; 및
    현재의 인쇄환경을 인식하는 환경인식부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부는, 상기 전사전압에 기초하여 상기 인식된 인쇄환경에 대응하는 상기 테이블로부터 상기 전사전압에 따른 대전전위 변화량을 추출하며, 상기 추출된 대전전위 변화량을 보상하도록 상기 대전전압을 결정하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 인쇄환경은 저온 저습 환경, 상온 상습 환경, 및 고온 고습 환경을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치.
  5. 전사롤러에 인가될 전사전압에 기초하여 대전전위 변화량을 예측하는 단계; 및
    상기 예측된 대전전위 변화량을 보상하도록 대전롤러에 인가할 대전전압을 결정하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 대전전압 결정방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 대전전위 변화량을 예측하기 이전에, 현재의 인쇄환경을 인식하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 대전전압 결정방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 대전전위 변화량을 예측하는 단계는,
    상기 인식된 인쇄환경에 대응하는 기저장된 인쇄환경별 전사전압에 따른 대전전위 감소량에 대한 테이블로부터 상기 전사전압에 따른 대전전위 변화량을 추출하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 대전전압 결정방법.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 인쇄환경은 저온 저습 환경, 상온 상습 환경, 및 고온 고습 환경을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자사진방식 화상형성장치의 대전전압 결정방법.
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